甲醇转化制氢和保护气技术样本
【精品】甲醇蒸汽转化制氢和二氧化碳技术
甲醇蒸汽转化制氢和二氧化碳技术１前言氢气在工业上有着广泛的用途。
近年来，由于精细化工、蒽醌法制双氧水、粉末冶金、油脂加氢、林业品和农业品加氢、生物工程、石油炼制加氢及氢燃料清洁汽车等的迅速发展，对纯氢需求量急速增加。
对没有方便氢源的地区，如果采用传统的以石油类、天然气或煤为原料造气来分离制氢需庞大投资，“相当于半个合成氨”，只适用于大规模用户。
对中小用户电解水可方便制得氢气，但能耗很大，每立方米氢气耗电达～6度，且氢纯度不理想，杂质多，同时规模也受到限制，因此近年来许多原用电解水制氢的厂家纷纷进行技术改造，改用甲醇蒸汽转化制氢新的工艺路线。
西南化工研究设计院研究开发的甲醇蒸汽转化配变压吸附分离制氢技术为中小用户提供了一条经济实用的新工艺路线。
第一套600Nm3/h制氢装置于1993年7月在广州金珠江化学有限公司首先投产开车，在得到纯度99.99%氢气同时还得到食品级二氧化碳，该技术属国内首创，取得良好的经济效益。
此项目于93年获得化工部优秀设计二等奖、94年获广东省科技进步二等奖。
２工艺原理及其特点本工艺以来源方便的甲醇和脱盐水为原料，在220～280℃下，专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和二氧化碳转化气，其原理如下：主反应：CH3OH＝CO＋2H2+90.7KJ/molCO＋H2O＝CO2＋H2-41.2KJ/mol总反应：CH3OH＋H2O＝CO2＋3H2+49.5KJ/mol副反应：2CH3OH＝CH3OCH3＋H2O-24.9KJ/molCO＋3H2＝CH4＋H2O-+206.3KJ/mol上述反应生成的转化气经冷却、冷凝后其组成为H273～74％CO223～24.5％CO～1.0％CH3OH 300ppmH2O饱和该转化气很容易用变压吸附等技术分离提取纯氢。
广州金珠江化学有限公司600Nm3/h制氢装置自93年7月投产后，因后续用户双氧水的扩产，于97年4月扩产1000Nm3/h制氢装置投产，后又扩产至1800Nm3/h，于2000年3月投产。
甲醇转化变压吸附制氢系统技术要求
甲醇转化变压吸附制氢系统技术要求下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!随着氢能源的发展和应用，甲醇转化变压吸附制氢系统技术也日渐受到关注。
甲醇制氢工艺的物料衡算
甲醇制氢工艺的物料衡算1、依据甲醇蒸气转化反应方程式:CH3OH→CO↑+2H2↑（1-1）CO+H2O→CO2↑+ H2↑（1-2）CH3OH分解为CO转化率99%,反应温度280℃,反应压力1.5MPa,醇水投料比1:1.5(mol).2、投料计算量代入转化率数据,式(1-3)和式(1-4)变为:CH3OH→0.99CO↑+1.98H2↑+0.01 CH3OHCO+0.99H2O→0.99CO2↑+ 1.99H2+0.01CO合并式(1-5),式(1-6)得到:CH3OH+0.981 H2O→0.981 CO2↑+0.961 H2↑+0.01 CH3OH+0.0099 CO↑氢气产量为: 1200m3/h=53.571 kmol/h甲醇投料量为: 53.571/2.9601ⅹ32=579.126 kg/h水投料量为: 579.126/32ⅹ1.5ⅹ18=488.638 kg/h3、原料液储槽(V0101)进: 甲醇 579.126 kg/h , 水 488.638 kg/h出: 甲醇 579.126 kg/h , 水 488.638 kg/h4、换热器 (E0101),汽化塔(T0101),过热器(E0103)没有物流变化.5、转化器 (R0101)进:甲醇 579.126kg/h , 水488.638 kg/h , 总计1067.764 kg/h出:生成CO2579.126/32ⅹ0.9801ⅹ44 =780.452 kg/hH2579.126/32ⅹ2.9601ⅹ2 =107.142 kg/hCO 579.126/32ⅹ0.0099ⅹ28 =5.017 kg/h剩余甲醇 579.126/32ⅹ0.01ⅹ32 =5.791 kg/h剩余水 488.638-579.126/32ⅹ0.9801ⅹ18=169.362 kg/h总计 1067.764 kg/h6、吸收塔和解析塔吸收塔的总压为1．5MPa,其中CO2的分压为0.38 MPa ,操作温度为常温(25℃). 此时,每m3吸收液可溶解CO211.77 m3.此数据可以在一般化工基础数据手册中找到，二氯化碳在碳酸丙烯酯中的溶解度数据见表1一l 及表1—2。
甲醇制氢工艺技术流程图
甲醇
催化氧化反应器（为导热油 提供热量，惰性气体（氮气） 保护，反应器温度 450℃
经减压至 0.2MP-0.5MP
氢气
甲醇制氢工艺流程图
脱盐水 （纯水）
原液储槽混合
甲醇
高温气（CO2、H2）
进行热回收
一级换热器
汽化过热器 （甲醇和水 的混合蒸汽）
催化转化器 CH3OH+H2O=CO2+3H2 副产物：甲烷和一氧化碳
回收后甲醇和水 去到原液储槽， 与新的甲醇进行 混合配比。
冷凝器:将 CO2、H2 温度降到常温，
并冷凝回收部分甲醇和水
甲醇和水）
催化燃烧后的少部分 尾气经换热后排放到 大气中。
PSA 变压吸附杂质，提纯氢气。（低温高压吸附，高温、 低压下再生；对杂质的吸附能力大于对氢气）
（5 台吸附塔、1 台氢气缓冲罐、1 台解吸气缓冲罐。 解吸气（吸附塔再生产生的废气）
解吸气 H2、CO2、CO、H2O
甲醇制氢
汽化过热 转化反应 变压吸附 （PSA-H2）-
产品氢气
脱盐水
循环液 冷却、吸收
解吸气
系统操作参数
• 氢气气量： 500--1000NM3/H（温度：常温， 纯度：99.99％，杂质CO≤10PPm、 CO2≤10PPm） • 操作压力：1.0 MPa • 操作温度：230～300℃
0.2%）系统保压0.4MPa。
紧急停车
• 当装置突然停电、停水、停气或装置突然 出现故障时，则需要紧急停车，步骤如下： 1、关闭产品出口阀，关闭裂解气至PSA切断 阀。PSA停止运行。 2、迅速将转化器切至副线，（只关闭转化器 入口阀以免转化器憋压）。 3、导热油开始降温。此时降温的幅度可加大 至20-30℃/h
催化剂保护
1、在任何情况下，催化剂层温度禁止超过300℃。
2、还原后的催化剂绝对禁止与氧气或空气接触。 3、催化剂使用中应尽量避免中途停车。每停一 次车，尽管采取了钝化或氮气保护操作，还是会影
响催化剂使用寿命。
催化剂保护
• 4、 催化剂的升温和降温都必须缓 慢进行，禁止急速升温和降温。 • 5、 在满足生产能力、产率的前提 下，催化剂应在低温下操作，有利 于延长催化剂使用寿命。
换热器
• 利用废热将原料加热。
• 使裂解气降温。
汽化过热器
• 汽化过热器用于将经过换热后的原料液汽 化并过热至接近于反应温度。 • 加热介质是导热油。
冷凝器
• 用循环冷却水将裂解气进一步降温。
• 冷却后的重整气温度小于40℃。
原料罐和脱盐水罐
• 用于储存原料，其材料选用1Cr18Ni9Ti。 （304不锈钢）。
4、停混合液原料泵。
5、联系各部门查明原因及恢复时间，若短时 间能够恢复不做处理，待正常后系统恢复生 产。若长时间不能恢复，则按系统停车处理。
甲醇制氢反应原理及制取工艺流程
甲醇制氢反应方程式及制取工艺流程
反应方程式
甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下通过催化剂, 在催化剂的作用下, 发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应,生成氢和二氧化碳, 这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统。
反应方程如下:
CH3OH→CO+2H2 (1)
H2O+CO→CO2+H2 (2)
CH3OH+H2O→CO2+3H2 (3)
重整反应生成的H2和CO2, 再经过变压吸附法(PSA)将H2和CO2分离,得到高纯氢气。
工艺流程
甲醇蒸汽重整是吸热反应，可以认为是甲醇分解和一氧化碳变换反应的综合结果。
甲醇蒸汽重整制氢工艺，经历了多次技术改进，已相当成熟。
甲醇蒸汽重整反应通常在250-300℃，1-5MPa，H2O与CH3OH摩尔比为1.0-5.0的条件下进行，重整产物气经过变压吸附等净化过程，可得不同规格的氢气产品。
甲醇蒸汽重整过程既可以使用等温反应系统，也可以使用绝热反应系统。
等温反应系统采用管式反应器，管壳中充满热载体进行换热，保持恒温反应。
在绝热反应系统中，蒸汽与甲醇混合物经过一系列绝热催化剂床层，床层之间配备换热器1。
反应产物净化系统可根据产品质量等级要求选择，变压吸附及膜分离技术是非常实用的气体净化技术。
变压吸附净化可获得纯度高于99.99%的氢气产品，依据所使用的不同吸附剂及工艺条件，氢回收率在70%-87%之间变化。
溶剂洗涤、CO催化转化、甲烷化等过程均可用于净化氢气。
甲醇重整制氢提纯_技术_解释说明以及概述
甲醇重整制氢提纯技术解释说明以及概述1. 引言1.1 概述在能源短缺和环境问题日益突出的背景下，寻找清洁高效的能源替代品已成为当今社会的迫切需求。
氢气作为一种理想的清洁能源，具有高效、环保、可再生等特点，在能源领域具有广阔的应用前景。
甲醇重整制氢提纯技术是一种常用且有效的产氢方法，其可以将甲醇与水蒸汽在催化剂的作用下反应生成氢气，并使用一系列的分离与纯化步骤将产出的混合气体中杂质去除，得到高纯度的氢气。
1.2 文章结构本文将围绕甲醇重整制氢提纯技术展开详细介绍和解释。
首先，在第2部分中我们将对甲醇重整制氢提纯技术进行详细解释，包括甲醇重整概述、制氢过程以及氢气提纯方法。
接着，在第3部分中我们将概述该技术，从原理介绍、工艺流程到设备配置和要求进行全面说明。
随后，在第4部分中我们将探讨甲醇重整制氢提纯技术在工业应用场景下的实际运用情况，以及对环境的影响与管理措施。
最后，在第5部分中，我们将对本文进行总结，并展望该技术的未来发展前景。
1.3 目的本文旨在全面阐述甲醇重整制氢提纯技术，包括其技术原理、工艺流程、设备要求及配置等方面的内容。
同时，通过介绍其应用领域和发展前景，希望能够进一步推动该技术在能源领域的广泛应用，并为相关研究和实践提供参考和指导。
2. 甲醇重整制氢提纯技术解释:2.1 甲醇重整概述:甲醇重整是一种能够将甲醇转化为氢气的化学过程。
这个过程通常在高温和高压下进行，利用催化剂作用下的反应来转换甲醇分子结构并释放出氢气。
2.2 制氢过程:甲醇通过催化反应，首先在重整反应器中转化为一系列中间产物。
然后，在低温水煤气变换（LTS）反应器中，通过进一步催化转换，生成含有较高浓度氢气的混合物。
首先，在重整反应器中，甲醇与水蒸汽在高温（约250-350摄氏度）和压力条件下经过催化剂的作用发生反应。
这个过程被称为甲醇重整。
结果是产生了一系列有机物和少量一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2) 的混合物。
其次，在低温水煤气变换（LTS）反应器中，产生的混合物通过进一步的催化反应被清除了CO，并且部分CO2也会被还原。
甲醇裂解制纯氢及CO技术
甲醇裂解制纯氢及CO技术3甲醇转化制取400Nm/h 纯氢及CO合成气装臵时间：项目名称：甲醇转化制取400Nm3/h 纯氢及CO合成气装臵业主：建设地点：一产品规格及规模纯度（V/V） ?99.9% 氢压力 MPa(G) 1.0气温度 ? ?40.0产量 Nm3/h 210纯度（V/V） ?50% 不含氧、HO 2CO压力 MPa(G) ?0.02 合成温度 ? ?40.0 气产量 Nm3/h 190 二装臵能力 1 公称能力 Nm3/h 400 2 年生产时数小时 ?8200 3 装臵运行方式连续运行 4 操作弹性 40--110% 三装臵消耗 1 甲醇 kg/h ～243.43 符合GB338-92，工业一级氯离子?0.1mg/l，电导2 脱盐水 Kg/h ～2.46 率?10μS/cm 3 循环水 m3/h ～50.0 循环量包括机泵、真空泵用电及4 电 KWh/h ～40.0 车间照明 5 仪表空气 Nm3/h ～30.0 四三废排放量1 废水 t/h 无本装臵基本无废水排放本装臵解析气即为产品2 废气 Nm3/h 无 CO合成气催化剂 490.8 年平均更新的催化剂、吸3 废渣 kg/年吸附剂 744.2 附剂（可回收） 4 废液 t/年未反应甲醇及副产物回烧处理2五装臵占地面积 m ～200 根据现场情况具体确定六装臵定员人 8 按四班三运转考虑组分合计名称单位一氧化二氧化甲醇脱盐水氢气甲烷二甲醚碳碳mol% 99.00% 1.00% 100.00% 1 原料Kg/h 243.43 2.46 245.88V% 4.75% 0.43% 61.64% 27.50% 2.37% 0.57% 2.75% 100.00% 裂解2 Nm3/h 20.45 1.84 265.31 118.37 10.20 2.45 11.84 430.45 气Kg/h 29.21 1.48 23.69 147.96 20.04 1.75 21.76 245.88V% 60.45% 2.34% 37.21% 净化3 分离 Kg/h 28.18 1.09 17.35 46.62V% 99.99% 0.01% 100.00% 产品4 Nm3/h 209.98 0.02 210.00 氢气Kg/h 18.75 0.01 18.76V% 0.38% 0.25% 29.13% 62.32% 5.37% 1.29% 1.26% 100.00% 解析5 Nm3/h 0.72 0.48 55.33 118.37 10.20 2.45 2.40 189.95 气Kg/h 1.03 0.39 4.94 147.96 20.04 1.75 4.41 180.521.1.1 工艺指标, 压力 ?1.0MPa(表压G), 温度 ?40?3, 流量210Nm/h, 纯度 ?99.9%（V/V） 1.1.2 生产规模3, 210Nm/h氢气，弹性范围40～110%。
甲醇裂解制氢含甲醇蒸汽转化和变压吸附制氢两部分
甲醇裂解制氢含甲醇蒸汽转化和变压吸附制氢两部分甲醇、脱盐水混合后经加热汽化、过热后进入转化炉，甲醇、水蒸气在催化剂的作用下，在转化炉中完成甲醇裂解、一氧化碳变换二氧化碳二步化学反应，反应产物经换热、冷却、冷凝和水洗分离，得到含氢73％、含二氧化碳25％的转化气，甲醇单程转化率90％以上，未反应部分循环使用，转化气进入变压吸附，过程为吸附、逐级降压解吸、逐级升压、吸附，循环进行。
吸附塔数越多，氢气回收率越高。
本系统还需要一个导热油加热系统，可根据厂家不同采用不同的加热办法。
本系统为自动控制系统，在操作室内就可操作。
系统所用原料、消耗及动力、消耗情况：（以1000立方米氢气计）甲醇（0.56t）、脱盐水（0.32t）、柴油（加热导热油）（0.125t）、循环水（40t）、仪表空气（100立方米）、电（90kwh）、蒸汽（0.02t）、专用催化剂（0.2kg）、开车用氮气、开车用氢气。
主要设备有：汽化塔、过热器、转化炉、换热器、冷却器、水洗塔、循环液贮罐、甲醇中间罐、脱盐水中间罐、转化气缓冲罐、过滤器、吸附器、氢气缓冲罐、鼓风机、真空泵、进料泵、缓冲气囊、导热油加热炉。
一、氢气的物化性质••1.氢的存在••••氢是自然界分布最广的一种元素。
它在地球上主要以化合态存在于化合物中，如：水、石油、煤、天然气以及各种生物的组成中。
自然界中，水含有11%重量的氢，泥土中约含1.5%，100公里高空主要成分也是氢。
在地球表面大气中很低，约1PPM。
••2.氢气的物化性质••••1）物理参数：••••分子量：2.02；密度：0.08988克/升（0℃，1大气压）；熔点：-259.19℃；沸点：-252.71℃；比热容=14.30焦/度•克；溶解度（毫升/100毫升水）=2.15（0℃），1.95（10℃），1.85（20℃），1.75（25℃），1.70（30℃），1.64（40℃），1.61（50℃），1.60（60℃）；溶于乙醇：6.925毫升/100毫升。
甲醇制氢操作规程
400Nm3/h甲醇制氢操作规程目录目录 (I)操作规程 (1)一岗位管辖及任务 (1)1。
1岗位管辖范围 (1)1。
2岗位任务： (1)二、工艺说明及流程示意图： (1)2.1工艺说明 (1)2。
2流程示意图 (4)三岗位工艺指标: (5)3。
1温度指标： (5)3.2流量指标： (5)3。
3压力指标：MPa (5)3。
4液位: (6)3.5分析指标 (6)四：装置启动初次开车及停车后的再启动 (6)4.1管道的试漏、保压 (6)4.2催化剂的装填 (6)4。
3设备、仪表的调校 (9)4.6投料启动 (10)4。
7停车后再启动 (10)4.8催化剂的卸出 (12)五正常停车步骤和紧急停车: (12)5.1正常停车 (12)5.2紧急停车 (13)5。
3临时停车 (14)六常见故障及处理方法： (14)6.1外界供给条件失常 (14)6。
2操作失调 (15)6。
3 PLC故障 (16)5.4操作注意事项 (16)七巡回检查制度： (17)八岗位责任制： (17)九设备维护保养制度： (18)十设备润滑管理制度： (18)十一安全注意事项： (19)操作规程一岗位管辖及任务1.1岗位管辖范围界区内所有管道、设备、阀门、电气及仪表等均属于岗位管辖范围。
1。
2岗位任务：利用甲醇和水的重整反应制氢，重整气组成为氢气约75%，二氧化碳约25%，还有微量的甲烷，二乙醚的等杂质，之后在通过变压吸附分离提氢，改变变压吸附（PSA）操作条件可生产不同纯度的氢气,氢气纯度最好可达99。
999%以上。
二、工艺说明及流程示意图：2.1工艺说明2。
1.1重整工段甲醇进入界区后直接进入混配罐中,通过液位控制甲醇进料量，无离子水进入界区后直接进入混配罐中,通过控制液位控制无离子水进料量，两台混配罐一台陪料，一台使用。
混配罐内甲醇、水混合液体能维持一个班八小时的工作用量。
混配罐中的混合液经计量泵输送到换热器中。
本工艺现场配备三台计量泵,其中一台输送混合液体，一台给水洗塔输送无离子水，另一台备用,三台泵型号、结构完全相同，开二备一。
甲醇催化制氢技术
甲醇催化制氢技术一、氢气的主要用途能源与环境是未来人类社会可持续发展涉及的最主要问题。
目前, 全球绝大多数能量需求来源于化石燃料, 这最终必将导致化石燃料的枯竭, 而其使用也导致严重的环境污染,因此，可持续发展、无污染的非化石能源的开发利用是未来能源发展的必然趋势。
氢气的应用领域很广，其中用量最大的是作为一种重要的石油化工原料，用于生产合成氨、甲醇以及石油炼制过程的加氢反应。
此外，在电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细化工合成、航空航天工业等领域也有应用。
在石油炼制过程中，石油产品的加氢裂化和加氢精制过程需要应用大量的氢气作为一种反应原料；另外，氢气在电子工业、冶金工业、浮法玻璃等行业中主要作为还原气体；在电子工业中用作燃料；在航天领域主要应用的是液氢，作为火箭推进的主要燃料。
除以上常规用途之外，目前越来越多的科研机构在着力于研究氢能的开发和利用。
以氢为能源的燃料电池已成为世界范围内的重点攻关课题。
从20世纪80年代后期开始，由于汽车尾气污染日益加剧，世界各国争相研究开发“零排放”的燃料电池电动车(FCEV)，其中洁静、对环境友好的质子膜燃料电池(PEMFC)汽车被公认为是取代传统内燃机汽车的最佳选择。
目前商业可行的PEMFC汽车一般使用随车携带的甲醇重整器供应燃料氢气。
由于燃料电池技术新的发展，氢气作为燃料电池的燃料，展现了极其广泛的潜在市场。
工业上大量生产氢气的方法主要包括：1）用水蒸汽通过灼热的焦炭, 生成的水煤气经过分离得到氢气, 以及煤直接汽化生成煤气经过分离得到氢气；2）天然气催化分解以及天然气与水蒸汽重整后生成的物质经分离也可以得到氢，3）甲醇催化重整制氢，4）电解水制氢，5）重油的部分氧化制氢，其他还有氨分解制氢等途径。
目前，国内外甲醇催化制氢的技术方法主要包括甲醇水蒸汽重整、甲醇部分氧化，以及甲醇分解三种制氢技术。
工业化生产过程中主要使用甲醇水蒸汽重整制氢技术。
甲醇水蒸汽重整制氢工艺以其投资小、生产成本较低、技术先进、产品氢气易分离、原料甲醇便于运输等优点得到较多生产型企业的青睐，已经在全国各行各业得到广泛应用。
甲醇制氢工艺说明
工艺流程简述一、总述本装置采用的是甲醇水蒸汽转化制氢技术，通过变压吸附分离（PSA ）的工艺方法生产纯氢，产品氢气的含量可达到99.99%。
流程主要分为甲醇蒸汽裂解转化和变压吸附分离两部分。
二、甲醇水蒸汽转化甲醇水蒸气转化过程分为配料、汽化、反应、脱酸、水冷以及水洗等过程组成，分述如下：1.配料甲醇经流量计输送到配料罐(V01)中层容器中(配料罐由上，中，下层三个不同的容器组成)，去离子水经流量计输送到去离子水罐(V02)中，配料由来自配料罐(V01)上层容器的洗涤液(来自水洗塔)和纯甲醇在配料罐(V01)的中层容器中进行，为保证反应的顺利进行，配料罐中层容器的甲醇质量浓度必须保持在50%左右。
配好的甲醇溶液由配料罐(V01)中层容器自流进入配料罐(V01)的下层容器中(使甲醇与去离子水能混合均匀)。
2.汽化原料液由配料罐(V01)下层容器经隔膜计量泵(P01)加压至约 1.1MPa(g)输送到螺旋板式换热器(E02)用脱酸反应器(R02)出口气体热量对其预热。
预热后的原料进入螺旋板式汽化器(E01)汽化成反应所需的原料气体(质量浓度为50%的甲醇-水蒸汽)。
汽化所需的热量由1.0MPa(g)的饱和蒸汽提供。
3.反应由汽化器(E01)汽化产生的原料气体进入反应器(R01)，反应器中填装有双功能催化剂，甲醇-水蒸汽通过催化剂在约230℃-280℃下一次完成裂解和转化二个反应，生成氢气和二氧化碳。
反应方程式如下：()()2/5.431/8.90222223mol KJ H CO O H CO mol KJ H CO OH CH ++→+-+→ 总的反应式为：mol KJ H CO O H OH CH /3.4732223-+→+整个反应过程是吸热的。
反应器(R01)催化裂解所需的热量由导热油提供。
4.脱酸及水冷从反应器(R01)出来的反应产物进入脱酸罐(R02)。
脱酸罐中的填料可脱除裂解气中的腐蚀性物质(主要为甲酸)。
甲醇转化说明
一甲醇转化制氢气工艺原理532897872965757615168甲醇转化制氢技术是以甲醇、脱盐水为主要原料，甲醇水蒸气在催化剂床层转化成主要含氢气和二氧化碳的转化气，该转化气再经变压吸附技术提纯得到纯度为99.99%的产品氢气的工艺技术。
本技术分两部分即甲醇转化技术和变压吸附提纯技术。
甲醇和水的蒸汽在高于200℃的温度条件下通过专用的催化剂床层会发生转化反应，生成化学比例的氢气和二氧化碳。
其化学方程式如下：CH3OH+ H2O → CO2+3 H2－49.5 KJ/mol ⑴转化反应的同时伴随有副产物CO生成，经过对反应热力学和反应机理的研究，结果表明该转化反应是由两步反应完成的，即甲醇裂解反应和一氧化碳变换反应。
其过程方程式如下：CH3OH → CO+2H2－90.7 KJ/mol ⑵CO+H2O → CO2+H2＋41.2 KJ/mol ⑶甲醇水蒸气转化反应为吸热反应。
为节约能耗和物耗，需保证反应在高单程转化率和高选择性下进行，所以一般控制反应温度应高于230℃，而反应的高选择性是由高选择性的专用催化剂和操作工艺参数决定的。
甲醇水蒸汽转化反应为分子增加的反应，一般情况下加压不利于转化反应的正方向进行。
由于变压吸附技术和后续用户对氢气压力要求，为节约气体压缩过程的电耗，转化气一般可在0.7～2.5MPa间。
没有参与反应的甲醇经冷却冷凝后部分随反应转化带出，利用甲醇和水的物理性质进行水洗回收其中的甲醇，既降低原料甲醇的消耗，又可以减少后续变压吸附装置吸附剂装填量，提高氢气的回收率。
回收的甲醇在系统循环。
专用转化制氢催化剂是该转化工艺的核心，主要组分为氧化态的铜、锌、铝，活性组分为单质铜，在投料使用前进行还原活化，将氧化态的催化剂变为具有活性的单质铜。
催化剂的还原过程以氢气为还原剂，氮气作为为载体和稀释剂。
在催化剂使用初期，催化剂的活性较高，可在较低的温度下进行反应。
随着催化剂使用时间的延长，催化剂活性会逐渐下降，需逐渐提高反应温度以提高反应速度、保证甲醇的单程转化率和产气量。
甲醇制氢换热器设计
甲醇制氢换热器设计1.引言1.1 概述概述:甲醇制氢是一种重要的工业过程，它通过催化剂的作用将甲醇与水蒸气反应，生成氢气和二氧化碳。
这个过程广泛应用于化工、石油和能源等领域。
在甲醇制氢过程中，换热器扮演着重要的角色，通过有效地利用能量和热量，提高了系统的能量利用率和经济效益。
换热器是一种热交换设备，用于在两种或多种流体之间传递热量。
对于甲醇制氢过程来说，换热器可以实现各个反应阶段之间的热量转移。
在加热阶段，它可以将废气中的热能转移到进料甲醇和水蒸气中，使其达到适宜的反应温度。
在冷却阶段，它可以将产生的氢气冷却，并回收能量以供其他用途。
因此，换热器对于甲醇制氢过程来说至关重要。
在设计甲醇制氢换热器时，有几个关键因素需要考虑。
首先，需要根据具体的反应条件和工艺要求确定换热器的尺寸和材料选择。
其次，应根据甲醇制氢过程中的热量变化特点，合理设计换热器的热交换面积和传热系数。
此外，还需要考虑到操作的可行性、能耗和经济性等因素。
总而言之，甲醇制氢过程中换热器的设计是确保高效能量利用和经济效益的关键环节。
通过合理设计换热器，可提高甲醇制氢过程中各个阶段的热量利用率，最大化能量回收，降低系统能耗，实现更可持续的生产。
在本文中，我们将详细探讨甲醇制氢换热器的设计要点，并提出相关的结论和总结。
文章结构部分是对整篇文章的布局和组成部分进行说明和概括。
在本文中, 文章的结构可以按照以下方式组织:1. 引言1.1 概述在本部分，将对甲醇制氢换热器设计的背景和重要性进行介绍。
首先，解释甲醇制氢的过程和目的，以及为什么需要进行换热器设计。
1.2 文章结构本部分将对整篇文章的结构和内容进行介绍。
首先，给出本文的目录和概述，然后详细描述每个章节的内容和目的，以便读者能够更好地理解整篇文章的组成部分。
1.3 目的在本部分，将明确本文的目的和研究问题。
说明设计甲醇制氢换热器的目标和依据，以及本文的研究方法和技术。
2. 正文2.1 甲醇制氢过程概述本部分将详细描述甲醇制氢的过程和原理。
甲醇裂解制氢气的相关技术
甲醇裂解制氢气的相关技术摘要：在节能减排的大背景之下，氢能作为高效洁净的环保能源成为本世纪最理想的替代能源。
而液体燃料甲醇作为储氢载体，能量密度高、安全可靠、存储运输成本低、制氢转化条件相对温和、不含硫、低毒、制氢过程相对容易实现等特点成为这些富氢燃料中的首选。
关键词：甲醇；裂解制氢；技术前言在节能减排的背景下，新能源汽车发展速度加快，而氢燃料电池车由于其节能环保高效成为最近研究的热点，并且国家出台各项法规和政策支持其发展。
目前车载氢燃料电池中的氢气以高压气态形式储存，能量密度低，成本高，且存在一定的安全隐患。
而甲醇作为储氢载体，能量密度高、安全可靠、存储运输成本低、制氢转化条件相对温和、反应温度一般在250～300℃、不含硫、低毒、制氢工艺相对容易实现等特点成为这些富氢燃料的首选。
甲醇可以从化石能源制取，也可从新能源中制取，如生物质能，目前我国主要以煤为主要原料。
随着CO2合成甲醇技术的突破，甲醇制氢可进一步发展为甲醇储氢，实现二氧化碳零排放，具有广阔的应用前景。
甲醇燃料电池车是以甲醇为原料，甲醇水溶液经过重整器后产生氢气，氢气和氧气经过电化学反应产生电能的一种发电设备，产生的电力除了应用于交通领域外，还可以作为移动电源、备用电源、分布式发电、便携式电源、军民融合发电等。
1甲醇裂解制氢甲醇裂解制氢工艺简单，是甲醇和水在催化剂的催化下裂解转化成氢气和二氧化碳，同时会产生少量一氧化碳和甲烷气体，经变压吸附提纯可以制得不同纯度的氢气。
甲醇裂解制氢相较于煤制氢和天然气制氢技术具有技术投资成本低，耗能少。
但是，甲醇原料的成本较高，造成制氢单位成本较高。
因此解决甲醇的来源问题，降低原料成本，提高甲醇的催化裂解效率是甲醇制氢取得长足发展的关键。
1.1工艺原理甲醇和水受热气化之后会进入到甲醇裂解反应器中，在铜系催化剂的作用下发生反应，制得氢气，具体的反应如下：ＣＨ３ＯＨ＝ＣＯ＋2Ｈ2ＣＯ＋Ｈ2Ｏ＝ＣＯ2＋Ｈ21.2制氢工艺甲醇裂解制氢工艺路线是加压汽化后的甲醇气与水蒸气混合后，在铜系催化剂的作用下，于250～300℃发生甲醇裂解转化反应，生成转化气，重整气经多级热回收冷却后送入变压吸附，以提高氢气纯度。
甲醇制氢PPT课件
反应器(R-101A/B)
反应器是甲醇重整制氢的核心设备，为列 管式。管内装催化剂，壳程为加热介质导 热油。25换热器(E-101):
利用废热将原料加热。 使重整气降温。
26
汽化过热器(E-102)
汽化过热器用于将经过换热后的原料液汽 化并过热至接近于反应温度。
加热介质是导热油。
14
原料消耗量：
甲 醇： 550～600Kg/h 脱 盐 水： 320～360Kg/h.
15
公用工程规格及消耗：
供 电： 装机容量： 电耗：
380V/220V 50HＺ； 120KW
≤99.8 KW
循环冷却水用量： 75吨/h 仪表空气： 80NM3/h，0.6MPa 蒸汽：10.3MPa,314℃
合格的转化气经过一套由6台吸附塔并联交 替操作的变压吸附系统，一次性吸附分离 所有杂质，得到纯度和杂质含量均合格的 产品氢气。
与水电解制氢相比单位氢气成本低30 ％以上。
与氨裂解制氢技术相比具有反应条件 温和，原料运输和储存方便。
6
工艺原理
本工艺以来源方便的甲醇和脱盐水为原料，在220～ 280℃下，专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和 二氧化碳转化气。
其原理如下：
主反应： CH3OH＝CO＋2H2
+90.7 KJ/mol
12
工艺流程图
高压蒸汽 精甲醇 脱盐水
导热油换热器
汽化过热
转化反应
循环液
冷却、吸收
变压吸附 （PSA-H2）-
产品氢气 解吸气
13
系统操作参数：
氢气气量： 500--1000NM3/H（温度：常温， 纯度：99.99％，杂质CO≤10PPm、 CO2≤10PPm）
甲醇制氢新技术
甲醇制氢新技术哎，你知道吗，最近我听说了一个超级酷的技术，就是用甲醇制氢。
这玩意儿听起来可能有点高大上，但别急，让我给你慢慢道来，保证你听完会觉得这技术简直太接地气了。
首先，咱们得聊聊甲醇。
甲醇，这玩意儿你可能在实验室里见过，无色透明的液体，闻起来有点甜。
但你可能不知道，甲醇其实在工业上用途可广了，从制造塑料到燃料，哪儿哪儿都有它的身影。
不过，今天咱们要聊的，是它在制氢方面的新用途。
你可能会问，制氢？氢气不是早就有了吗？对，没错，但传统的制氢方法，比如电解水，成本高，效率低，还耗电。
而甲醇制氢，就不一样了，它用的是一种叫做“甲醇重整”的技术。
简单来说，就是把甲醇和水混合，然后通过催化剂的作用，让它们反应生成氢气和二氧化碳。
我还记得，有一次我去参观了一个实验室，亲眼看到了这个甲醇制氢的过程。
实验室里摆着一个不大的装置，里面装的就是甲醇和水的混合物。
然后，他们把一个看起来像小盒子一样的催化剂放进去，接着，神奇的事情发生了——装置开始冒泡，那些泡泡就是氢气！我当时都惊呆了，这玩意儿居然这么简单就能制出氢气来。
而且，这技术还有个好处，就是产生的二氧化碳可以被回收利用，或者通过一些技术手段转化为其他有用的物质，这样就不会对环境造成负担。
想想看，这技术要是普及了，咱们的能源问题不就解决了一大半吗？不过，你可能会担心，这技术听起来这么牛，成本会不会很高啊？其实，甲醇本身价格就不贵，而且催化剂也可以重复使用，所以整体成本并不高。
再说了，随着技术的发展，成本还会进一步降低。
总之，甲醇制氢这技术，我觉得挺有前景的。
它不仅环保，成本低，而且操作还简单。
我敢打赌，未来这技术肯定会在能源领域大放异彩。
到时候，咱们可能就再也不用为能源问题发愁了，想想都觉得激动呢！。
培训学习资料-甲醇制氢-2022年学习资料
氢气用途-氢气是常用的工业气体之一，在石油-化工、精细化工、医药中间体等行业-中氢气是重要的合成原料气，在 金-电子、玻璃、机械制造中氢气是不可-缺少的保护气，同时也用作航空航天-燃料，在国外，氢气还被越来越广泛作为清洁能源使用。-2
·制氢方法-1、水电解制氢-2、甲醇重整制氢-3、天然气重整制氢-4、煤、焦碳气化制氢
原料和产品性质-1、原料甲醇性质-有类似乙醇气味的无色透明、易燃、易-挥发的液体。沸点64.7℃，闪点11 11-℃，自然点385℃。在空气中的爆炸极-限为6.0一36.5%。甲醇是最常用的有机-溶剂，能与水和多种 机溶剂互溶。-甲醇有毒、有麻醉作用，对视神经影响-很大，严重时可引起失明。-9
2、氢气性质-氢气是无色无臭气体，无毒无腐蚀-性。沸点-252.8℃，自然点400℃-爆炸极限4.1%一7 %，极微溶入-水、醇、乙醚及各种液体，高温有-催化剂时很活泼，极易燃、易爆-当极限达到28%静电火花就可以 燃烧并能与许多非金属和金属化-合，易室息。-10
进料系统-甲醇液和脱盐水按一定比例混合后，经计量-泵升压进入原料汽化器进行汽化和过热。-21
甲醇重整-原料汽在汽化器内加热到220℃后，进入甲醇-重整反应器，在反应器内发生重整反应，-生成H2、CO 、C0、CH4等-汽化原料和反应所需的热量由导热热油炉-系统提供。
气体冷却-反应后混合气体经过换热器与原料液进行热-交换，再经净化塔洗涤后送进气液分离缓-冲罐分离未反应的甲 和水，使重整气中-甲醇含量达到规定质量要求，完成制气。-冷凝和洗涤下来的液体分离来的液体为甲-醇和水的混合 ，全部送回配液罐阿收循-环使用。-23
变压吸附-变压吸附气体分离技术有3个主要要素，即-吸附剂、程序控制阀和操作工艺-34
制氢的全部方法【范本模板】
制氢的全部方法一、电解水制氢多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。
阳极出氧气，阴极出氢气.该方法成本较高，但产品纯度大，可直接生产99。
7％以上纯度的氢气。
这种纯度的氢气常供：①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等，②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂，③制取多晶硅、锗等半导体原材料,④油脂氢化，⑤双氢内冷发电机中的冷却气等.像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。
二、水煤气法制氢用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2O→CO+H2—热)。
净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80％以上的气体，再压入水中以溶去CO2,再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。
有的还把CO与H2合成甲醇，还有少数地方用80％氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。
像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。
三、由石油热裂的合成气和天然气制氢石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化工和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在我国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气也在有些地方采用(如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等）。
四、焦炉煤气冷冻制氢把经初步提净的焦炉气冷冻加压，使其他气体液化而剩下氢气.此法在少数地方采用（如前苏联的Ke Mepobo工厂)。
五、电解食盐水的副产氢在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。
像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。
六、酿造工业副产用玉米发酵丙酮、丁醇时，发酵罐的废气中有1/3以上的氢气，经多次提纯后可生产普氢（97%以上），把普氢通过用液氮冷却到—100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质（如少量N2）可制取纯氢（99.99%以上），像北京酿酒厂就生产这种副产氢，用来烧制石英制品和供外单位用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
甲醇转化制氢和保护气技术江一蛟陶鹏万西南化工研究设计院, 成都 6102251．前言氢气在工业上具有广泛的用途。
传统大规模制氢工艺都采用以天然气、轻油、煤焦等为原料造气, 再用深冷式吸收吸附法分离提取纯氢气, 工艺复杂, 投资大, 能耗高, 只适用于大规模用户。
中小用户采用电解水制氢, 其最大缺点是电耗大, 且氢气纯度低, 杂质较多。
近年来由于变压吸附技术的迅速发展, 从氨厂、炼厂或其它石油化工过程产生的含氢气体中回收氢气已成为氢气的重要来源, 但这要受到具体条件的限制。
近年来, 由于电子工业、玻璃工业、油脂加氢、林产品和农产品加工、精细化工、生物工程、气象等工业的迅速发展, 对纯氢的需求量急速增加。
另外, 粉末冶金、机械和钢铁淬火、灯泡制造等工业对含氢保护气的需求量在迅速增多。
由于这些行业比较分散, 量多面广, 且单台用氢量不大( 20～1000 Nm3/h) , 迫切需要解决来源方便的中小型氢源。
甲醇转化制氢和保护气技术是一条可供选择的重要途径, 受到国内外的普遍关注, 这是因为甲醇转化制氢有其独特的优点: 与以轻油煤焦等为原料的大规模制氢工艺相比,工艺流程短, 设备简单, 故投资和能耗低, 同规模相比可节能50％; 与电解水制氢相比, 甲醇转化制氢电耗可降低90％以上, 生产成本可降低 30～50％,氢气质量远优于电解氢。
而且, 甲醇转化造气具有很大的灵活性, 用纯甲醇分解可制取组成为H2:CO=2:1 合成气, 不含任何有毒物, 适合精细化工和科研单位之用。
用甲醇和水一起反应转化, 可制取组成为H2:CO2=3:1的转化气, 可用作提取纯氢和食品级二氧化碳的原料气。
如果改变甲醇和水的进料比例, 可制取含CO 1～30%, CO21～24％各种含氢保护气, 可满足不同用户的需求。
另外, 国内甲醇原料充分, 运输储存方便, 甲醇纯度高, 不含有毒杂质, 使转化和分离工艺简单, 易于操作。
特别是小型的制氢或保护气装置可做成可移动式的机组, 便于搬动和使用。
早在八十年代, 日本、美国、西欧等国相继开展甲醇转化制氢的研究工作, 之后推出了甲醇转化制氢成套技术和装置。
国内西南化工研究设计院于八十年代末, 首先开展了甲醇转化制氢的研究工作, 并于1993年5 月实现了工业化应用, 现已建多套工业化装置。
当前, 由于国内甲醇原料充分, 价格持续稳定或趋于下降, 甲醇转化已成了中小用户解决氢源的主要方法。
2. 反应机理2.1 甲醇分解反应甲醇热分解反应主要生成氢气和CO, 按反应式(1)进行:CH3OH === CO + 2H2-90.7KJ/mol (1)这个反应实际上是合成甲醇的逆反应, 是一个强吸热反应, 需外部供热。
关于这个分解反应, 国内外许多学者已做过大量而深入的研究, 有关反应平衡很早就有较多的计算结果, 各种结果大致相同。
计算所得CO的分解率如图一所示。
从平衡的角度看, 230℃以上分解率可达到100％。
甲醇比较稳定, 无催化剂分解需800℃以上才能分解完全。
选择合适的催化剂在200℃以上可进行反应, 当250℃以上时, 甲醇可基本上完全分解。
2.2 变换反应这是工业应用最广泛的一个反应, 用CO和水蒸汽进行变换以制取氢气, 反应式如下:CO+H20 == CO2+H2+41.2KJ/mol(2)有关这个反应的研究已相当深入。
反应主要受制于化学平衡, 有关平衡的计算数据已相当精确。
增大进料水碳比, 选择高活性催化剂在尽可能低的温度下操作有利于提高CO的变换转化率。
当前氨厂的变换过程一般分高温变换和低温变换二步完成, 高温变换常见Fe-Cr系催化剂, 操作温度300～550℃, 变换CO转化率可达90％; 低温变换选用高活性的Cu-Zn-Cr和Cu-Zn-Al系催化剂, 反应温度可降低190～250℃, 化学平衡更有利于CO变换, 出口气中CO含量可减低0.2～0.4％。
2.3 甲醇转化制氢甲醇水蒸气转化反应式如下所示, 即一摩尔甲醇与一摩尔水反应生成三摩尔氢和一摩尔二氧化碳:CH3OH+H20 == CO2+3H2-49.5KJ/mol (3)该反应实际上被认为是反应(1)和(2)的组合选取适合的双功能催化剂可使二个反应一步完成。
式(1)甲醇分解反应为强吸热反应, 式(2)CO变换反应为放热反应, 综合起来之后如式(3)所示为吸热反应, 因而需外部供热以维持正常反应的进行。
这些反应存在着由反应温度、反应压力、水醇比所决定的化学平衡。
保证足够的反应时间, 采用高性能催化剂可使反应转化率接近平衡转化率。
经过化学平衡的计算可求出不同反应条件下各组分的分配情况。
从平衡理论讲, 低压高温有利于式(1) 的甲醇分解反应; 而式(2) CO变换反应而言, 温度越低, 水醇比越高则反应越向右进行。
因此, 在实际应用中要想把甲醇转化率提高到接近100％, 且使CO浓度接近于0％是难以办到的。
2.4 副反应在甲醇转化制氢的反应条件下, 除主反应甲醇分解和CO变换反应外, 不可避免会发生若干个副反应, 其主要副反应有甲醇脱氢反应、醇脱水反应、烷化反应、歧化析碳反应等, 其反应式如下:CH3OH -→ HCHO + H2(4)CH3OH -→ HCOOCH3+H2(5)CH3OH -→ CH3OCH3+H20 (6)CO+H2 -→ CH4+ H2(7)2CO -→ CO2+ C (8)副反应的选择性主要取决于催化剂性能和工艺参数。
当选用高性能甲醇转化制氢专用催化剂和合适的工艺条件时, 副反应转化率可控制在1％以下。
2.5工艺操作参数影响甲醇蒸汽转化的主要工艺参数如前所述有关反应温度、反应压力、水醇摩尔比, 依据反应基本特性, 综合各参数对反应的影响及相互关系, 以降耗节能为目的能够选择最佳的工艺操作参数, 现分上述如下:2.5.1 反应温度从平衡理论上看, 对于反应式(1)来说温度越高越有利, 对式(2)而言温度越低则反应越有利于向右侧进行。
为提高转化气中氢气的浓度, 则存在着某一最佳温度。
根据温度、压力、水蒸汽/甲醇比( S/C) 对氢气平衡浓度的影响, 最佳的温度区间应在200～300℃附近。
2.5.2 反应压力从平衡理论上讲, 综合反应式(1)和(2) 来看, 压力越低则转化气中氢气收率越高。
但另一方面从工程上看, 工艺流程后面配变压吸附装置, 为了降低能耗不另配压缩机。
则要求较高的压力才能保证较佳的氢气回收率。
因此综合起来看, 以0.8～2.5MPa左右压力被认为是最佳的操作压力。
2.5.3 水/甲醇摩尔比我们知道,水/甲醇比越高则氢气收率越高, 但大量过剩的水蒸汽必须将其冷却回收循环, 这意味着使能耗显著增加, 因而最佳的水/甲醇比值除与催化剂性能有关外, 还需要综合经济方面的定量研究才能确定, 根据我们的经验, 推荐水/甲醇比选在1.1～2.6之间。
3、催化剂可用作甲醇转化反应的催化剂很多, 当前国内外研究和应用最多的催化剂可分为镍系和铜系催化剂两大类。
镍系催化剂活性高, 稳定性好, 适用条件较广, 但一般要求反应温度较高, 在400℃以上, 且镍对变换反应几乎没有活性, 因而只能用于甲醇分解制H2和CO的反应中。
铜系催化剂的最大优点是选择性高, 低温活性好, 而且是一种对甲醇分解和CO变换都具有很高活性和选择性的双功能催化剂。
铜系催化剂的弱点是稳定性差, 抗毒物能力低。
由于铜的熔点低, 容易引起烧结, 使催化剂失去活性。
为了提高铜系催化剂的稳定性能, 在催化剂配方中, 除铜外, 一般还要加入1～4种其它金属或氧化物, 制成复合金属催化剂, 从而可极大地增强催化剂的稳定性。
应用较广的有Cu-Cr 系, Cu-Cr-Mn系, Cu-Zn-Al系, Cu-Zn-Si系, Cu-Zn-Cr-Al系等催化剂。
西南化工研究设计院研究开发的CNT-1A型甲醇转化专用催化剂是一种既可用于甲醇分解制H2和CO2的双功能催化剂, 也可用于甲醇热分解制H2和CO的催化反应, 性能优良。
其特点是低温活性好, 当反应温度200～250℃时, 转化率可达95％以上, 副反应选择性可控制在1％以下, 而且稳定性特别好, 工厂使用证明, 使用寿命可达三年以上。
4、工艺流程甲醇转化制取高纯氢及食品级二氧化碳或一氧化碳的成套装置由以下几部分组成:( 1) 甲醇转化造气部分( 2) 转化气分离提纯部分( 3) 热载体循环供热部分4.1甲醇转化造气甲醇水蒸汽转化造气装置主要由原料汽化转化反应转化气洗涤三道工序组成, 工艺流程如下。
外购原料甲醇先送到甲醇中间储罐, 甲醇和脱盐水按一定比例用泵送到换热器以冷却高温转化气并回收热量, 预料液在汽化后经过加热器加热后进入转化反应器, 在此甲醇和水蒸汽被催化转化为H2+CO2, 转化气经换热冷却后进入水洗塔, 洗涤除去甲醇和杂质后, 送出本系统至分离提纯装置。
脱盐水进入本系统后, 先进入中间储罐, 再用泵送入水洗塔, 洗涤下来的脱盐水和转化气中的冷凝液混合一起收集在中间储罐, 再与甲醇按一定比例送入系统作原料。
甲醇分解制CO和H2及甲醇裂解制保护气的工艺流程与的甲醇水蒸汽转化造气工艺流程基本相似, 就不再详细介绍。
4.2 转化气分离提纯常见的分离提纯工艺有化学吸附法和变压吸附法( PSA) , 使用最广泛的为PSA法。
根据用户要求不同, 分离装置具体配套上有所不同。
以提取高纯氢为目的时, 只需配备一套PSA-H2装置, 氢气纯度达99～99.999％, 氢气回收率一般达72～87％, 如同时回收CO2, 需再增加一套PSA-CO2装置, 回收二氧化碳的纯度≥99.5％, 符合食品级二氧化碳国家标准GB10621-89的要求, 二氧化碳回收率〉80％。
同时提取高纯氢和纯二氧化碳的变压吸附双高工艺流程, 当前正在研究开发之中, 预计不久将工业化。
对于对氢气纯度要求不高的小用户, 能够采用化学吸收法脱除转化气中的CO2, 制得的氢气纯度达～99％, 主要杂质为CO2、 CO 和微量甲烷, 如需进一步降低氢气中CO2、 CO含量, 则需增加甲烷化、甲醇化处理, 使工艺变得。